초록

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위치기반서비스 시스템에서 가장 기본이 되는 요소는 사용자의 위치를 정확히 측정하는 것이다. 본 논문은 삼각 측량법을 이용한 전자캠퍼스를 위한 옥내 측위 시스템 구현 사례를 소개한다. 캠퍼스에는 일반적으로 무선 LAN이 설치되어 있다. 본 측위 시스템의 측위 방법은 무선 LAN의 액세스 포인트(AP)로부터 수신된 신호의 RSSI를 이용하여 AP까지의 거리를 추정하고, 이 거리들을 바탕으로 삼각 측량법을 이용하여 사용자의 위치를 추정한다. 구현한 측위 시스템의 성능을 검증하기 위한 실험 결과도 소개한다.

위치기반서비스 시스템에서 가장 기본이 되는 요소는 사용자의 위치를 정확히 측정하는 것이다. 본 논문은 삼각 측량법을 이용한 전자캠퍼스를 위한 옥내 측위 시스템 구현 사례를 소개한다. 캠퍼스에는 일반적으로 무선 LAN이 설치되어 있다. 본 측위 시스템의 측위 방법은 무선 LAN의 액세스 포인트(AP)로부터 수신된 신호의 RSSI를 이용하여 AP까지의 거리를 추정하고, 이 거리들을 바탕으로 삼각 측량법을 이용하여 사용자의 위치를 추정한다. 구현한 측위 시스템의 성능을 검증하기 위한 실험 결과도 소개한다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• AP와 사용자 간의 거리에 삼각측량법을 적용하여 사용자의 위치를 판정하는 방법도 소개하였다. 실험 결과 삼각측량법을 사용한 오차가 약 4.
• 본 논문에서는 액세스 포인트(AP)의 신호세기와 거리의 관계를 규명하여 AP로부터의 거리를 바탕으로 사용자의 위치를 판정하는 방식을 적용하여 측위 모듈을 개발한다.
• 본 논문은 AP의 RSSI를 사용하여 거리를 구하는 것과 이를 이용한 삼각측량법의 측위 방법이 대학 캠퍼스 옥내 측위에 실용성이 있는지 살펴본 실험결과를 보였다. RSSI를 바탕으로 거리를 추정한 실험 결과 AP기가 약 20m 이내에 위치한 경우 평균 약 3.
• 무선 LAN 카드는 반경 10 내지 15m 내의 AP로부터 수신되는 신호의 세기를 읽는다. 신호의 세기와 거리와의 관계를 파악하면 수신한 신호의 세기를 이용하여 거리를 계산할 수 있고, AP의 위치와 거리를 이용하여 삼각 측량법 으로 사용자의 위치를 계산할 수 있음으로 본 절에서는 삼각 측량법에 대해 설명하고자 한다.
• 본 논문에서 소개하는 AP의 신호 세기를 이용하여 AP로부터 사용자까지의 거리를 추정하고 삼각 측량법으로 사용자의 위치를 판단하는 측위 모듈 개발 방법은 무선 LAN이 설치된 곳에서는 어디에서든지 적용 가능하다. 이 방법을 적용한 프로토타입을 본교 자연과학관 4층을 대상으로 개발한 사례를 소개한다.

제안 방법

• 실험 과정을 설명하기 위하여 어떤 지역에서 측정한 신호 값의 전형적인 측정치를 에보인다. 그 지점에서 측정한 여러 AP의 신호 값 중에서 가장 큰 3개의 신호 값과 해당 신호를 송신한 MAC Address를 이용하여 사용자의 위치를 판단한다. 를 보면 한 지점에서의 신호의 크기가 대체적으로 큰 차이를 보이지는 않는다는 것을 알 수 있다.
• 본 논문에서 소개하는 AP의 신호 세기를 이용하여 AP로부터 사용자까지의 거리를 추정하고 삼각 측량법으로 사용자의 위치를 판단하는 측위 모듈 개발 방법은 무선 LAN이 설치된 곳에서는 어디에서든지 적용 가능하다. 이 방법을 적용한 프로토타입을 본교 자연과학관 4층을 대상으로 개발한 사례를 소개한다.
• 신호 값은 시간대와 사람들의 영향을 조금씩 받게 되므로 사람의 통행이 적고 안정적인 시간인 20시에서 24시 사이에 측정하였다.
• 11B 무선랜카드(WinWave 1100P)를 사용한다. 실험을 위하여 RSSI 신호측정 프로그램과 삼각측량 프로그램을 작성한다. 프로그램 개발 도구로 Microsoft Visual C# 2005를 사용한다.

이론/모형

• 배열 x, y, z를 ＜표 3＞에 보이는 함수 Triangulation에 인자로 보내 사용자의 x, y 좌표를 계산한다. 함수 Triangulatione 2절에서 소개한 삼각측량법을 이용한다.

성능/효과

• 본 논문은 AP의 RSSI를 사용하여 거리를 구하는 것과 이를 이용한 삼각측량법의 측위 방법이 대학 캠퍼스 옥내 측위에 실용성이 있는지 살펴본 실험결과를 보였다. RSSI를 바탕으로 거리를 추정한 실험 결과 AP기가 약 20m 이내에 위치한 경우 평균 약 3.7326m의 오차를 보였다.
• 신호 값은 벽이나 기타 장애물에 영향을 받는다. 벽을 통과한 경우와 통과하지 않은 경우에 RSSI를 여러 번 측정하여 콘크리트 벽 하나를 통과할 때마다 신호 세기가 10 dBm 씩 감소하고, 철제 간이 벽을 통과할 경우에는 15dBm 씩 감소함을 알았다. 따라서, 만약 현재 위치와 AP 간에 콘크리트 벽이 2개 존재한다면 수신된 신호 값에 20 dBm을 더한 다음의 식을 적용해야 한다.
• AP와 사용자 간의 거리에 삼각측량법을 적용하여 사용자의 위치를 판정하는 방법도 소개하였다. 실험 결과 삼각측량법을 사용한 오차가 약 4.367532m임을 알 수 있었다. 이 논문의 실험 결과는 제한적인 장소에서 측정한 결과지만 사무실이나 여러 강의실에서 측정을 해도 AP기와 사용자 사이에 장애물의 요소와 개수를 파악한다면 앞의 결과와 유사한 오차범위의 위치를 찾아낼 수 있다.

후속연구

• 하지만 신호세기는 시간과 사람들의 이동이 많은 곳에서는 변화가 심하기 때문에 실용화되기에는 문제가 있다. 향후에는 다른 보정자료를 이용하여 실용화하는 방법을 연구하고 자 한다.

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이 논문을 인용한 문헌

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